Механические колебания: лист заданий с ответами

Бесплатный лист заданий для печати по теме «Механические колебания»: 6 задач от простых до экзаменационного уровня, с ответами. Распечатайте его или сохраните как PDF.

Для преподавателей: можно бесплатно печатать, копировать и использовать на занятиях. Каждый новый лист содержит новые значения и собственные ответы. Будем благодарны за ссылку на ExamProblems на странице вашего курса.

Имя: ____________________   Дата: ____________

1.Лёгкая
kmδst​ = 8 mmбез нагрузки

Машина стоит на пружинных опорах, которые сжимаются под её весом на 8 mm. Рассматривайте её как систему с одной степенью свободы без демпфирования и примите g = 9,81 m/s². Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

δst = 8 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Лёгкая
k = 50 kN/mm = 40 kgx

Груз массой 40 kg висит на пружине жёсткостью 50 kN/m. Демпфированием пренебрегите. Найдите собственную частоту fn в Hz.

m = 40 kgk = 50 kN/m
fn = Hz
3.Средняя
tx15 mmЦиклов: 54,3 mm

При испытании системы «масса–пружина» с демпфированием на свободные колебания за пиком смещения 15 mm через 5 циклов следует пик 4,3 mm. Найдите коэффициент демпфирования ζ.

x0 = 15 mmx5 = 4,3 mmn = 5
ζ =
4.Средняя
k = 8 kN/mζ = 0,3m = 2 kg

Груз массой 2 kg на пружине жёсткостью 8 kN/m снабжён вязким демпфером, дающим коэффициент демпфирования 0,3. Найдите частоту fd его свободных затухающих колебаний в Hz.

m = 2 kgk = 8 kN/mζ = 0,3
fd = Hz
5.Сложная
k1​ = 20k2​ = 10m = 50 kg

Груз массой 50 kg висит на двух пружинах, соединённых друг за другом (последовательно): у верхней k₁ = 20 kN/m, у нижней k₂ = 10 kN/m. Пренебрегите демпфированием и массами пружин. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.Сложная
k1​ = 20k2​ = 40k3​ = 15m = 10 kg

Груз массой 10 kg висит на пружине k₃ = 15 kN/m. Верх k₃ прикреплён к жёсткой балке, подвешенной на двух расположенных рядом пружинах k₁ = 20 kN/m и k₂ = 40 kN/m; балка остаётся горизонтальной. Пренебрегите демпфированием и массами пружин и балки. Найдите собственную частоту fn вертикальных колебаний в Hz.

m = 10 kgk1 = 20 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz

Ответы

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. fn = 5,627 Hz
  3. 3. ζ = 0,03974
  4. 4. fd = 9,602 Hz
  5. 5. fn = 1,838 Hz
  6. 6. fn = 5,513 Hz

Полные пошаговые решения: занимайтесь этой темой на examproblems.com.